[发明专利]一种基于无人机的野外失联人员搜寻方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的野外失联人员搜寻方法。无人机通过预定的航线，采用自动巡航模式对失联人员活动的区域经行航拍搜寻，完成航拍任务后返航；在航拍过程中，实时通过机载图像处理模块对采集的图像依次进行图像分割处理、ROI区域映射及目标检测处理，并将检测到目标的图像及其对应记录的GPS位置信息通过通讯模块传输给地面站，搜救人员通过无人机回传的信息展开救援工作。本发明对于可能存在的失联人员将其位置信息及相关图像数据通过通信模块发送至地面站以帮助搜救人员确定失联人员位置。

技术领域

本发明涉及了一种野外失联人员的搜寻方法，特别是涉及到一种基于无人机的野外失联人员搜寻方法。

背景技术

近年来，自助自主的旅行受到了广大的旅行爱好者的追捧，而未经开发的无人区又是“驴友”最常涉足的地方。由于旅行爱好者具有自主自发性，且大多数并没有经过专业的训练，因此在探险中追求刺激的同时也伴随着巨大的风险，失联现象屡有发生。在对野外失联人员搜救的过程中，搜救人员面对的最大困难在于如何快速定位失联人员的位置，目前常规的方法是通过大量人员进行地毯式搜索，这种方法不仅费时费力，而且严重依赖于人的主观判断，使得搜救工作效率低下，往往造成不可挽回的后果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前野外人员搜寻方法中存在的不足，提供一种基于无人机的野外失联人员搜寻方法。

本发明所要解决的问题包括如下步骤：

无人机通过预定的航线，采用自动巡航模式对失联人员活动的区域经行航拍搜寻，完成航拍任务后返航；在航拍过程中，实时通过机载图像处理模块对采集的图像依次进行图像分割处理、ROI区域映射及目标检测处理，并将检测到目标的图像及其对应记录的GPS位置信息通过通讯模块传输给地面站，搜救人员通过无人机回传的信息展开救援工作。

所述的无人机上装载有红外摄像头和可见光摄像头，红外摄像头和可见光摄像头分别采集获得红外灰度图像和可见光图像，红外摄像头和可见光摄像头构成图像采集单元，红外摄像头和可见光摄像头并排布置在无人机机头，并且红外摄像头和可见光摄像头朝向同一方向。

所述的实时通过机载图像处理模块对采集的图像进行图像分割处理，具体是采用改进的最大熵法对红外灰度图像进行图像分割，得到可能代表人体目标的前景区域，进而用于提取图像中可能存在人体的区域：

1)对红外摄像头获取的红外灰度图像进行灰度统计，计算灰度直方图，然后根据灰度直方图采用以下公式计算各个灰度级概率：

其中，p_i表示第i个灰度级的概率，i表示灰度级序数，n_i表示图像中第i个灰度级的像素数量，N表示整幅图像的像素总数量；

2)接着采用以下公式计算背景B和目标O的概率熵：

式中，H(B)，H(O)分别为背景B和目标O的概率熵，t表示红外灰度图像的灰度级预设分割阈值，i、j均表示红外灰度图像的灰度级序数，L表示最大灰度级；

3)然后，根据得到的概率熵，建立以下最优阈值t^*的目标函数：

式中，t_o表示红外灰度图像中代表人体的灰度值，α表示灰度值t_o的可信度；

最后根据拉格朗日对偶性，采用对偶优化求解方法对目标函数的进行求解获得最优阈值t^*，利用最优阈值t^*对红外灰度图像进行分割，获得前景区域和背景区域。